挤压丝锥(ppt文档).ppt

挤压成形的螺纹1螺纹制造 切削丝锥切削丝锥 例如 PARADUR N C 型挤压丝锥挤压丝锥例如 PROTODYN C 型螺纹铣刀螺纹铣刀例如 整体硬质合金 螺纹铣刀板牙板牙 例如 PROTOCUT MS2课题课题 l 内挤压成形的螺纹 l 工艺与技术 l 刀具 l 优势与局限性 l 预钻孔直径 l 对成形与扭矩的影响 l 冷却与润滑 l 经济性 l 概括 3工艺工艺 是一种冷成形加工法，用于无切屑加工内螺纹。通过材料挤压使其产生流变，从而制造出压缩致密的螺纹齿型，因此无须通常所需的容屑槽。4工件刀具 工艺工艺 5纤维方向纤维方向 齿面硬化齿面硬化切削螺纹成形螺纹成形螺纹的齿面硬化度增强，确保在静态应力特别在动态应力下具有较高的抗切断强度。6挤压成形的螺纹挤压成形的螺纹 材料成形的梯度材料成形的梯度 7挤压丝锥挤压丝锥 刀具具有闭合式多角型面，稳定性很高开式槽型降低了刀具的稳定性 切削丝锥切削丝锥 刀具比较刀具比较 挤压丝锥和切削丝锥挤压丝锥和切削丝锥8例如例如:5:5 五个多角五个多角 刀具尺寸:PROTODYN S M6多角数:5行程:0.20 mm一个多角的展开一个多角的展开 0,200,150,100,0500 36 72 旋转方向行程行程(mm)比例 100:1挤压丝锥挤压丝锥-多角形多角形 9挤压丝锥挤压丝锥 多角形多角形 l 多角型面对挤压丝锥的耐用度有很大的影响。l 目录挤压丝锥可提供两种不同的多角型面。用于软质和润滑材料例如 PROTODYN LM、PROTODYN INOX用于普通材料例如 PROTODYN、PROTODYN S小大10DIN 371PROTODYN SDIN 376DIN 376PROTODYNDIN 371基本类型基本类型11挤压丝锥品种PROTODYN D 型3.5-5.5 头通孔螺纹 E 型1.5-2 头盲孔螺纹PROTODYNPROTODYNPROTODYNPROODYN SPROTODYN STPROTODYN ECO-HTPROTODYN S ECO-HTPROTODYN CAPPROTODYN S SYNCHROSPEEDPROTODYN S ECO-INOXPROTODYN LM C 型2-3.5 头盲孔螺纹+通孔螺纹12导入锥体型导入锥体型预钻孔直径用于挤压丝锥d3l4有整尖端的导入锥体有整尖端的导入锥体预钻孔直径用于挤压丝锥d3l4型 C,D 1,0 P 最大型 E 0.5 P 最大45 最大无整尖端的导入锥体无整尖端的导入锥体导入锥体长度导入锥体长度 l l4 4头数头数CDE型型 2 至至 3.5 3.5 至至 5.5 1.5 至至 213d1=公称直径d2=刀柄直径l2=螺纹长度 l3=螺纹长度+轴颈长度 k.=方头尺寸l1=总长度l4=方头长度导向件 d1l2l3l1l4d2导入锥体 润滑槽 轴颈 刀柄 方头 图例图例14挤压丝锥的挤压丝锥的优势优势 l 无切屑 l 深螺纹，标准型至 4xd，特殊型可更深 l 表面质量比切削螺纹更好 l 在静态负荷下抗拉断强度大约提高 20%，在动态负荷下耐久性增加一倍以上l 由于刀具很稳定，加工安全性最高 l 挤压丝锥的使用寿命明显高于切削丝锥，尤其对于螺距 1.5 mm l 挤压丝锥可普遍应用于多种材料:工业中所有加工材料约有 65%可用挤压丝锥成形:可加工至 1200 N/mm的钢、不锈耐酸钢、铜和铜合金、铝和至12硅的铝合金。并可有限制地用于钛和钛合金(=需要特殊几何形状与涂层)。前提:断裂延伸率 7%15注意注意 l 扭矩稍高于切削 在一定的情况下必须调整卡盘的扭矩，使其协调。检查机床的主轴扭矩和驱动功率。l 螺纹芯和螺纹入口仍未完全成形。在清洁或螺钉自动旋入时可能会导致问题。l 成形螺纹牙型的螺纹工作深度约为已切削螺纹的 80%，然而将通过 较高的抗拉断强度重新得以补偿。16局限性局限性l 仅适用于断裂延伸率 7%的材料 l 最大可能螺距为 3 mm(螺距 1.5 mm 是特别经济的主要范围)l 润滑润滑与冷却不充足：-900 N/mm钢材 乳化液 5 至 10%-铝合金和铜合金 乳化液 5 至 10%-不锈钢切削油(Protofluid)带特殊的 ECO-INOX-几何形状乳化液 5 至 10%-900 N/mm钢材 切削油(Protofluid)-铬钢、韧性材料 切削油(Protofluid/Hardcut)l 必须严格按照预钻孔直径(见目录/CCS)选择的预钻孔直径必须大于螺纹切削的预钻孔直径 预钻孔直径=螺纹尺寸 (0,45 x 螺距)17材料的先决条件材料的先决条件 材料的先决条件断裂延伸率 7%抗拉强度 Rm 12%18152025Steels up to 700 N/mm Wrought Al alloys适用的材料范围极为广泛，经济实用适用的材料范围极为广泛，经济实用01002003004005006007008009001000 11001200 130014005101520253035404550抗拉强度抗拉强度 Rm N/mm2 断裂延伸率断裂延伸率 A5%最小断裂延伸率约 7%钢至钢至 700 N/mm 铝硅合金铝硅合金至至 12%硅硅铝塑性合金铝塑性合金 钢至钢至 1000 N/mm 钢至钢至 1300 N/mm 不锈优质钢不锈优质钢镍合金镍合金 19已成形螺纹的质量已成形螺纹的质量l 牙型角偏差位于刀具允差公差范围之内(25)l 角上的齿面绝对直。不会出现鼓形。l 螺纹牙顶的外表(型芯形成)在很大程度上取决于须成形材料，即取决于其强度、韧度和延伸性。l 尺寸精确性与量规允差符合性同样符合刀具制造公差。20成形螺纹的型芯形成成形螺纹的型芯形成X10CrNiMoTi 18 101.4571倒圆凹处缓斜铝铝1.2312沟槽,深度不大型芯几乎扁平Inconel 718沟槽深St 3721挤压成形的螺纹的预钻孔直挤压成形的螺纹的预钻孔直径径 预钻孔直径预钻孔直径22刀具标识刀具标识PROTOTYP 刀具上均附加标明预钻孔 直径的平均尺寸。这一标记位于刀柄上,以方便用户 选择正确的底孔直径。例如:用于 M12-6H=11.21 mm用于 M12-6G=11.27 mm预钻孔直径/计算公式6H Tol.=螺纹尺寸-0,45xP 6G Tol.=螺纹尺寸-0,42xP23底孔直径底孔直径M 1M 1,2M 1,4M 1,6M 1,8M 2M 2,2M 2,3M 2,5M 2,6M 3M 3,5M 4M 5M 60,88 0,011,08 0,011,26 0,011,45 0,021,65 0,021,82 0,022,0 0,022,1 0,022,3 0,022,4 0,022,8 0,033,25 0,033,7 0,034,65 0,035,55 0,05标称量标称量mm预钻孔预钻孔mm挤压丝锥 M 1M 1,2M 1,4M 1,6M 1,8M 2M 2,2M 2,3M 2,5M 2,6M 3M 3,5M 4M 5M 60,750,951,11,251,451,61,751,852,052,152,52,93,34,25标称量标称量mm预钻孔预钻孔mm切削丝锥 米制 ISO-普通螺纹24挤压成形的螺纹挤压成形的螺纹的形状的形状取决于预钻孔直径取决于预钻孔直径预钻孔直径预钻孔直径 太大太大 符合要求符合要求 太小太小 公差(DIN 13 第50部分)制成的螺纹小径最小 最大 预钻孔直径 15.3 mm螺纹小径14.51 mm预钻孔直径 15.34 mm螺纹小径14.62 mm预钻孔直径 15.22 mm螺纹小径14.37 mm例如:M14x1,5-6H 用于 42CrMo4,1.100 N/mm25对对螺纹小径螺纹小径的影响的影响 42CrMo4,1100 N/mm2,M16x1,5-6HX直径直径 mm底孔直径对对螺纹小径螺纹小径的影响的影响:如果钻出的底孔直径增大 0.04 mm，螺纹小径(成形后)则增大 0.08 mm。变化=倍率 226螺纹小径螺纹小径符合符合 DIN 13 DIN 13 第第5050部分部分 挤压成形的螺纹的许可螺纹小径较大。1999年11月的 DIN 13-50 标准中已规定了挤压成形螺纹 的许可螺纹小径。举例:M6-6H(X)27规定规定 优先用于挤压成形的内螺纹公差范围组合挤压成形的内螺纹公差范围组合规定如下:螺距螺纹小径公差6H7H1,02363001,252653351,53003751,75335425螺纹中径6H螺纹小径7H挤压成形的螺纹小径的公差范围延伸了l螺纹小径符合 DIN 13 标准第50部分28对成形的建议对成形的建议(预钻孔直径预钻孔直径)尤其在大量制造时对预钻孔直径进行优化:尽可能大，按照需要尽可能小。对于加工60牙型角螺纹，用下列公式计算出最大可能预钻孔直径的近似值:预钻孔直径 最大最大=螺纹尺寸-0,4 x 螺距 通过对已成形螺纹的测量对其进行检验！举例 M6:预钻孔直径=6mm-(0,4 x 1 mm)=5.60 mm上述数值通常刚好可行，然而在某些情况下可能会太大。因此应检验！29概括概括(预钻孔直径预钻孔直径)使成形过程简易化减低扭矩提高耐用度目标是符合DIN 13 标准第50部分并符合量规允差的螺纹l 一个优化预钻孔直径的成形过程:30预钻孔直径与扭矩预钻孔直径与扭矩 预钻孔直径 D 螺纹尺寸-0,45*螺距预钻孔预钻孔31预钻孔直径对扭矩的影响预钻孔直径对扭矩的影响 预钻孔直径 mm扭矩 Nm挤压丝锥 TIN,M6-6HX 用于 C45,5%乳化液5,605,585,5632材料对扭矩的影响材料对扭矩的影响 材料扭矩 NmC4542CrMo41.4301挤压丝锥 TIN,M6-6HX,乳化液 5%33螺纹公差对扭矩的影响螺纹公差对扭矩的影响 公差范围扭矩 Nm6HX6GX7GX挤压丝锥 TIN,M6-6HX,乳化液 5%34无无润滑槽 =润滑油膜薄=对较深的螺纹可能会有问题有有润滑槽 =润滑均匀 在深螺纹的下部范围 也能均匀润滑受限制受限制板材贯穿螺纹至 1,5xd万能型万能型适用于所有超过3xd的通孔+盲孔螺纹润滑润滑 35润滑不充足 润滑与表面质量润滑与表面质量 鳞片状表面 润滑良好 光滑的表面 36鳞片状表面齿形成形过度 润滑:乳化液不充足乳化液不充足光滑的表面齿形敞开润滑:最小量冷却润滑油润滑和表面质量润滑和表面质量 37用于成形的建议用于成形的建议(冷却和润滑冷却和润滑)l 可用油、最小量润滑或用优质乳化液(5-10%)对不锈钢进行 成形加工。乳化液 仅可与 PROTODYN ECO-INOX 几何形状 一同使用。l 对容易形成粘附物的材料，例如软质铝或铝硅合金，可通过 采用充足的乳化液或油来减低或避免粘附物。38冷却剂冷却剂/润滑剂润滑剂建筑钢碳素钢钢/合金钢/合金,调质不锈钢与耐酸钢不锈钢与耐酸钢钛/钛合金镍/镍合金铜铝材料材料强度强度N/mm2350-700350-850500-850850-1200400-1000400-1200400-1200400-1200250-700300-600冷却剂冷却剂/润滑剂润滑剂乳化液 成形油/切削油 乳化液乳化液:混合比例可从 5%起。至20的较高浓度可明显提高效率。成形油成形油/切削油切削油:我们建议采用我们的环保型PROTOFLUID。对于极高的加工要求(例如:1000 N/mm2 的钢材或不锈钢和耐酸钢)，我们也建议采用我们切削油 Hangsterfer 的 Hardcut。39加工加工 30%润滑润滑16%机器故障 7%更换刀具更换刀具25%其其它它19%刀具成本3%成本比例图成本比例图通过挤压成形的螺纹降低成本的途径通过挤压成形的螺纹降低成本的途径 成形速度高于常规攻丝 -50%用最小量润滑 MMS 进行挤压成形的螺纹-50%刀具极为稳固 操作安全性高 -30%减少工具更换次数 普遍通用(盲孔+通孔)耐用度长-15%减少不同刀具数量 一把刀具用于盲孔+通孔 工具室变小 减少订货(耐用度!)无须处理切屑-50%4005001000150020002500螺纹数材料:42CrMo4盲孔 M6,12 深冷却润滑剂:乳化液切削丝锥切削丝锥 挤压丝锥挤压丝锥 耐用度对比耐用度对比 41技术数据技术数据材料材料:16MnCr516MnCr516MnCr516MnCr5标称量标称量:M6-6HXM6-6HXM6-6HXM6-6HX钻孔类型钻孔类型:盲孔盲孔盲孔盲孔螺纹深度螺纹深度:12 mm12 mm12 mm12 mm切削速度切削速度:30 m/min30 m/min30 m/min30 m/min冷却润滑剂冷却润滑剂:乳化液乳化液 5-6%5-6%乳化液乳化液 5-6%5-6%刀具刀具:挤压丝锥挤压丝锥 PROTODYN ECO-HT PROTODYN ECO-HT 涂层涂层:TINTIN 涂层涂层 TINTIN 涂层涂层耐用度对比与经济性耐用度对比与经济性耐用度提高+53%挤压成形的螺纹挤压成形的螺纹挤压丝锥挤压丝锥PROTODYN ECO-HT4201234567表面粗糙深度 Rz 切削螺纹/成形螺纹表面粗糙深度 Rz材料:42CrMo4M16-6HX冷却:PROTOFLUID切削值:成形:vc=35 m/min切削:vc=25 m/min所有刀具均有 TIN 涂层 切削螺纹切削螺纹 成形螺纹成形螺纹 表面粗糙深度对比表面粗糙深度对比43050100150200抗断强度%约 120%静态负荷静态负荷 200%动态负荷动态负荷 切削切削 成形成形 抗断强度对比抗断强度对比 44产品亮点产品亮点 挤压成形的螺纹挤压成形的螺纹 l PROTODYN 用于挤压成形的螺纹的最新技术 l PROTODYN 和 PROTODYN S 效率高 普遍通用于多种材料范围 l PROTODYN(S)ECO-HT 效率高 普遍通用于多种材料范围 l PROTODYN S ECO-INOX 效率高 不锈钢=PROTODYN CAP带冷却径向出口(KR)，用于通孔和盲孔 普遍通用于各种材料=PROTODYN S Synchrospeed(同步)高速 普遍通用于各种材料l PROTODYN ECO-LM 效率高 软质材料 45 通用于多种材料 应用范围广(盲孔+通孔)耐用度高 高度符合量规允差 无切屑 操作安全性高 经济性高挤压成形的螺纹挤压成形的螺纹 程序的优势程序的优势46